330 kV SF6/N2混合气体介质绝缘母线的紧凑化设计

作者：庞文龙; 吴细秀^*; 吴士普; 杨芷宁; 杨馨; 侯慧

来源：高电压技术, 2020, 46(03): 1044-1051.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20200331035

• 混合气体
• 内绝缘水平
• 多物理场耦合模型
• 物性参数
• 紧凑化设计

为实现气体绝缘变电站(gas insulated substation, GIS)母线小型化、紧凑化和环保化,开展了混合气体介质条件下330kV GIS母线紧凑化设计研究。首先根据小型化原则确定母线结构为三相共箱式,利用已有的SF6/N2混合气体研究结合工程应用试点经验,确定了SF6/N2混合气体的混合比,并提出了SF6/N2混合气体的绝缘击穿判据。在此基础上建立了考虑通流损耗、气体流动及重力等多物理场耦合的绝缘裕度计算模型。为了精确的求解,考虑了混合气体的协同效应对材料物性参数的影响,采用Aspen软件计算了混合气体物性参数并拟合出其随温度变化的规律。为得到最优紧凑化母线结构,定义了紧凑化系数,采用参数化设计的方法得到绝缘裕度随紧凑化系数的变化规律。研究结果表明,提出的紧凑化原则能有效指导共箱式母线尺寸设计,设计得到的SF6/N2混合气体介质条件下330kV三相共箱GIS母线在正常运行状态下的绝缘水平满足要求。最紧凑化尺寸下可将母线体积减小37%,SF6气体用量减少80%。

• 单位
  武汉理工大学; 中国电力科学研究院有限公司; 自动化学院